Ceph源码分析之Async模块：1、异步通信核心模块EventCenter+Epoll

概述

EventCenter是Async异步消息通信的核心模块，通过事件／回调模型向上提供异步消息通信，每个Async下的worker线程负责处理一个EventCenter的事件集合。EventCenter针对不同类型的事件使用不同的事件监听来处理事件回调。

详细设计

事件类型

目前EventCenter共支持4种类型的事件，每个worker线程在进入事件处理逻辑的时候，会分别对这4种事件类型的事件进行处理

• file_events：fd类事件
• time_events/event_map：定时器类事件
• external_events/external_num_events：外部事件（时间为0的定时事件）
• pollers：轮询类事件（目前是DPDk模块在使用）

事件操作

event_center对外提供创建/删除：fd、time、external 3种类型的事件，poller事件则需要EventCenter::Poller的派生类自行实现poll方法。下面介绍下4种事件的监听方式：

• fd类事件

  支持dpdk、epoll、kqueue、select4种监听方式。以epoll为例子，则是封装的epoll_create/epoll_ctl/epoll_wait接口来向EventCenter提供监听操作接口。（定义在EventEpoll.cc/h）

• time类事件

  通过定时器来监听

• 外部事件

  外部事件实际上是定时时间为0的时间，也就是立马执行，设计这个事件的主要目的切换线程上下文，来避免死锁问题。

• pollers
  

  派生类的poll轮询

事件的处理

每个worker的线程负责处理EventCenter的底层监听事件集合，因此对EventCenter事件的处理主要在每个worker的线程函数，每个事件的处理逻辑如下：

• 处理fd类事件
  

通过底层epoll_wait取得可以处理的事件集合，然后再根据注册的读写事件分别调用对应的cb（不会主动将已经注册的事件去除掉，需要上层连接调用注销事件才能删除fd类事件）。

处理time类事件
检测时间是否到达，到达则调用对应cb

处理external_events
external_events类事件，不需要条件，只要有，就处理，重点在于：会清空外部事件。

处理pollers
调用每个poolers[i]->poll()方法来轮询

Pipe管道设计

fd类事件的监听方式，比如epoll，在使用epoll_wait的时候可能存在阻塞(timeout)会使线程睡眠，对于有些需要马上处理的消息，则线程无法及时处理，因此center就设计了一对Pipe管道，通过监听管道的写事件来唤醒睡眠的线程。管道的创建是在EventCenter初始化的时候

    EventCenter::init(...)
    .....
        notify_receive_fd = fds[0]; 
        notify_send_fd = fds[1]; 

在启动worker线程处理的时候，会在set_owner接口里面创建管道的读端监听事件。

   notify_handler = new C_handle_notify(this, cct); 
   int r = create_file_event(notify_receive_fd, EVENT_READABLE, notify_handler); 

管道的写端则是在wakeup接口里面

   int n = write(notify_send_fd, &buf, sizeof(buf)); 

因此通过这种机制就可以唤醒线程

global_center设计

global_center是为了维护一个全局的EventCenter表，它通过单例模式来实现一个唯一的全局变量。具体实现是：在启动每个worker线程处理的时候，每个worker都会调用

EventCenter::set_owner

这个接口来设置owner属性和添加EventCenter给global_center表

事件回调的设计

EventCenter封装了事件的回调基类EventCallback/EventCallbackRef，对于上层使用者来说，注册的事件回调必须是这个基类的派生类，封装这个基类最主要的逻辑是调用do_request接口，因此每个事件回调核心实现都在其do_request里面去实现即可。

结束

EventCenter的设计模型还是比较简单，但是是Async模块实现异步通信的核心，下个章节来介绍Async中间通信模型。

涉及源码：${ceph}/src/msg/async/Event*